KR100747870B1 - A vane operating structure for variable geometry turbocharger - Google Patents

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KR100747870B1
KR100747870B1 KR1020060091779A KR20060091779A KR100747870B1 KR 100747870 B1 KR100747870 B1 KR 100747870B1 KR 1020060091779 A KR1020060091779 A KR 1020060091779A KR 20060091779 A KR20060091779 A KR 20060091779A KR 100747870 B1 KR100747870 B1 KR 100747870B1
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cap
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KR1020060091779A
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박신열
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현대자동차주식회사
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Abstract

A vane operating structure for a variable displacement turbocharger is provided to rapidly move a vane to prevent a vane sticking phenomenon without an over-boost phenomenon. A vane operating structure for a variable displacement turbocharger includes an actuator rod, a control lever, a shaft, a main arm, a unison ring(5), a vane arm, a vane shaft, an inner spacer, an outer spacer, a vane, and a return spring assembly(20). The return spring assembly is installed between the unison ring and the inner spacer, and includes a cap(22), a housing(24), and a return spring(26). The return spring assembly is coupled to a groove of the inner spacer opposite to one surface of the unison ring. The cap has a coupling groove to which the pin of the unison ring is inserted, and accommodated in a groove of the inner spacer.

Description

가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조{A vane operating structure for variable geometry turbocharger}A vane operating structure for variable geometry turbocharger

도 1은 종래의 베인 작동구조를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a conventional vane operating structure.

도 2a는 종래의 베인 작동구조에 있어서, 상기 베인이 닫힐 때의 구조를 보인 사시도이고, 도 2b는 상기 베인이 열릴 때의 구조를 보인 사시도.Figure 2a is a perspective view showing the structure when the vane is closed in the conventional vane operating structure, Figure 2b is a perspective view showing the structure when the vane is opened.

도 3은 종래의 베인 작동구조에 있어서, 베인이 열릴 때 압력분포를 보인 개략도.Figure 3 is a schematic view of the pressure distribution when the vane is opened, in the conventional vane operating structure.

도 4는 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서, 유니슨링을 보인 도면.Figure 4 is a view showing the unison ring in the vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서, 내부 스페이서를 보인 도면.5 is a view illustrating an inner spacer in a vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention;

도 6은 도 4는 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조의 리턴스프링 어셈블리를 보인 도면.6 shows a return spring assembly of a vane actuation structure for a variable displacement control turbocharger according to the invention.

도 7은 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서 유니슨링과 내부 스페이서에 리턴스프링 어셈블리가 결합된 상태를 보인 개략도.Figure 7 is a schematic view showing a return spring assembly coupled to the unison ring and the inner spacer in the vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention.

도 8a 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서 베인이 닫히기 시작할 때를 도시한 사시도이고, 도 8b는 베인이 열리기 시작할 때 는 도시한 사시도.Figure 8a is a perspective view showing when the vanes start to close in the vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention, Figure 8b is a perspective view showing when the vanes start to open.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings *

1: 엑츄에이타 로드 2: 제어 레버1: actuator rod 2: control lever

3: 샤프트 4: 메인암3: shaft 4: main arm

5: 유니슨링 6: 베인암5: unison ring 6: vane arm

7: 베인샤프트 8: 내부 스페이서7: vane shaft 8: inner spacer

9: 외부 스페이서 10: 베인9: outer spacer 10: vane

11: 롤러 12: 부싱11: roller 12: bushing

15: 핀 18: 홈부15: pin 18: groove

20: 리턴스프링 어셈블리 21: 결합공20: return spring assembly 21: coupling hole

22: 캡 24: 하우징 22: cap 24: housing

26: 리턴스프링26: return spring

본 발명은 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유니슨링과 내부 스페이서 사이에 베인을 복원시킬 수 있는 장치를 설치함으로써 메인암과 유니슨링 사이의 간격에 의한 제어편차를 없앨 수 있으며, 베인의 완전 닫힘상태에서 복원력 부족에 의한 복원시간이 지연되는 현상을 방지할 수 있는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 관한 것이다.The present invention relates to a vane operating structure for a variable capacity control turbocharger, and more particularly, by providing a device capable of restoring vanes between the unison ring and the inner spacer, thereby controlling the control deviation due to the gap between the main arm and the unison ring. The present invention relates to a vane operating structure for a variable capacity control turbocharger which can be eliminated and prevents the recovery time delay due to lack of restoring force in the fully closed state of the vane.

일반적으로, 디젤엔진에 채용되는 VGT의 베인(vane)은 터빈 쪽에서 고온의 배기가스의 흐름의 각도를 조절하여 터빈의 블레이드에 전달되는 운동량을 조절하는 역할을 한다.In general, the vanes of the VGT employed in the diesel engine control the momentum transmitted to the blades of the turbine by adjusting the angle of the flow of the hot exhaust gas at the turbine side.

그리고, 현재 소형 디젤엔진에 채용되는 VGT는 공압 엑츄에이터(pneumatic actuator)를 적용하고 있으며, 이 공압 엑츄에이터에 의해 관통공이 형성된 유니슨링의 변위가 발생되며, 이 유니슨링의 변위는 연결된 베인축을 회전시켜서 베인각을 변화시킨다.In addition, the VGT employed in the small diesel engine employs a pneumatic actuator, and the displacement of the unison ring formed with the through hole is generated by the pneumatic actuator, and the displacement of the unison ring rotates the vane shaft connected to the vane. Change the angle.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 터보차저의 가변 용량을 제어하는 베인의 작동구조를 살펴보면 다음과 같다.As shown in Figure 1, the operation structure of the vanes for controlling the variable capacity of the conventional turbocharger as follows.

먼저, ECU의 신호를 받아 솔레노이드밸브를 통해 엑츄에이타로 진공압력이 가해지면, 엑츄에이타 로드(1)는 그에 의해 직선운동을 시작한다.First, when a vacuum pressure is applied to the actuator through the solenoid valve by receiving the signal from the ECU, the actuator rod 1 thereby starts a linear motion.

상기 액츄에이타 로드(1)의 직선운동은 제어 레버(2)에 의해 회전운동으로 바뀌고 샤프트(3)에 연결된 메인암(4)을 구동시킨다.The linear movement of the actuator rod 1 is converted into rotational movement by the control lever 2 and drives the main arm 4 connected to the shaft 3.

상기 메인암(4)은 유니슨링(5)을 움직이고, 유니슨링(5)은 원주방향으로 있는 9개의 홈에 연결된 베인암(6)을 움직인다.The main arm 4 moves the unison ring 5, and the unison ring 5 moves the vane arm 6 connected to nine grooves in the circumferential direction.

상기 베인암(6)은 베인 샤프트(7)로 연결된 베인(10)을 움직이며, 베인(10)의 움직임에 따라 터빈 통로의 유로면적이 변경되어 터빈속도가 조절된다.The vane arm 6 moves the vanes 10 connected to the vane shafts 7, and according to the movement of the vanes 10, the flow path area of the turbine passage is changed to control the turbine speed.

여기서, 상기 유니슨링(5)은 롤러(11)에 의해 내부 스페이서(8)에 플로팅(floating)되어 있으며, 내부 스페이서(8)와 외부 스페이서(9) 사이의 간격 조절 부싱(12)에 의해 스페이스들(8, 9)과 베인(10) 간의 간격이 유지된다.Here, the unison ring 5 is floated on the inner spacer 8 by the roller 11, and is spaced by the gap adjusting bushing 12 between the inner spacer 8 and the outer spacer 9. The gap between the fields 8, 9 and the vanes 10 is maintained.

그러나, 상기와 같은 종래의 가변터보 베인작동 구조는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional variable turbo vane operating structure as described above has the following problems.

첫째, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 베인암(6)과 유니슨링(5) 사이의 간격에 의한 제어편차가 발생한다.First, as shown in FIGS. 2A and 2B, a control deviation occurs due to the gap between the vane arm 6 and the unison ring 5.

즉, 터빈 유로 면적을 결정하는 베인(10)의 각도는 유니슨링(5)에 의해 제어 되는데 유니슨링(5)을 회전시키는 메인암(4)과 유니슨링(5)에 의해 베인(10)을 회전시키는 베인암(6) 사이에 스티킹(STICKING) 방지를 위한 간격이 있고, 이 간격만큼 엑츄에이타의 스트로크와 베인 움직임의 편차가 있다 That is, the angle of the vane 10 that determines the turbine flow path area is controlled by the unison ring 5. The vane 10 is rotated by the main arm 4 and the unison ring 5 which rotate the unison ring 5. There is a gap for preventing sticking between the rotating vane arms 6, and there is a deviation of the actuator stroke and vane movement by this gap.

또한, 상기 베인(10)이 열릴 때와 닫힐 때 유니슨링(5)과 베인암(6)이 닿는 면이 틀리며 스페이서들(8, 9)의 홈 사이에서 배압의 맥동파에 의해 베인(10)이 유동하여 진동이 발생하고, 그에 따라 베인(10) 제어 정밀도가 저하되어 EM 및 성능이 불리해지며 소음도 발생하게 된다.In addition, when the vane 10 is opened and closed, the surface where the unison ring 5 and the vane arm 6 come into contact with each other is different, and the vane 10 is caused by the pulsating wave of the back pressure between the grooves of the spacers 8 and 9. This flow causes vibration to occur, thereby degrading the control accuracy of the vane 10, which adversely affects EM and performance and also generates noise.

둘째, 상기 베인(10)의 완전 닫힘 상태에서 원상태로 복원시 복원력의 부족으로 복원 시간이 지연되는 문제점이 있었다.Second, there was a problem that the restoration time is delayed due to lack of restoring force when restoring the vane 10 to its original state.

일반적으로, 베인(10)의 위치는 엑츄에이타의 리턴스프링력과 다이아프램에 가해지는 진공압력과 베인(10)에 가해지는 배기가스 압력에 의해 결정된다.In general, the position of the vane 10 is determined by the return spring force of the actuator and the vacuum pressure applied to the diaphragm and the exhaust gas pressure applied to the vane 10.

그리고, 상기 베인(10)이 닫히는 방향에서 열리는 방향으로 움직일 때 베인(10)에 미치는 배기가스 압력분포를 보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 배면인 열리는 방향에서 압력이 훨씬 큼을 알 수 있다.In addition, when the vane 10 moves in the opening direction in the closing direction, the exhaust gas pressure distribution on the vane 10 shows that the pressure in the opening direction, which is the rear surface, is much greater.

그에 의해 엑츄에이타의 진공압력을 줄여 베인(10)을 열리는 방향으로 움직 일 때 엑츄에이타의 복원 리턴스프링력이 배기압을 이기지 못하여 진공압력은 줄어듬에도 불구하고 베인(10)은 열리지 않고, 시간이 지나 배기압이 떨어지면 그때부터 베인(10)은 열리기 시작하고 터보속도는 저하되어 압축압력은 감소된다.As a result, when the vane 10 is moved in the opening direction by reducing the vacuum pressure of the actuator, the vane 10 does not open even though the vacuum pressure is reduced because the restoration return spring force of the actuator does not overcome the exhaust pressure. When the exhaust pressure drops past, the vane 10 starts to open from then, the turbo speed is lowered and the compression pressure is reduced.

그러나, 상기 베인(10)이 열리지 않는 동안 터보 속도는 계속 상승하여 오버부스트(overboost) 현상이 생기며, 터보 속도도 한계점을 넘게 된다.However, while the vane 10 is not opened, the turbo speed continues to rise, resulting in an overboost phenomenon, and the turbo speed also exceeds a threshold.

이러한 문제점을 개선하기 위해서는 터보 엑츄에이타 크기를 증대하여 리턴스프링 복원력을 향상시켜야 하나 공간 제약및 가격상승으로 제한받게 된다.To solve this problem, the turbo actuator size should be increased to improve the return spring resilience, but it is limited by space constraints and price increases.

따라서, 터보내구성 및 차량 EM에 악영향을 끼치는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem that adversely affects the turbo durability and the vehicle EM.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유니슨링과 내부 스페이서 사이에 베인을 복원시킬 수 있는 리턴스프링 어셈블리를 설치함으로써 메인암과 유니슨링 사이의 간격에 의한 제어편차를 없앨 수 있으며, 베인의 완전 닫힘상태에서 복원력 부족에 의한 복원시간이 지연되는 현상을 방지할 수 있는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention for solving the above problems, by installing a return spring assembly that can restore the vanes between the unison ring and the inner spacer can eliminate the control deviation due to the gap between the main arm and the unison ring. In addition, the present invention provides a vane operating structure for a variable capacity control turbocharger that can prevent a delay in recovery time due to lack of restoring force in a fully closed state of a vane.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조는, 솔레노이드밸브를 통해 엑츄에이터에 진공압력이 가해지면 엑츄에이타 로드는 직선운동을 하고, 상기 엑츄에이타 로드의 직선운동은 제어레버를 회전운동하게 하여 샤프트에 연결된 메인암을 구동시키고, 상기 메인암에 의해 이동되고 롤러에 의해 내부 스페이서에 유동적으로 고정된 유니슨링 은 베인암을 구동시키고, 상기 베인암은 베인 샤프트로 연결되고 내부 스페이서와 외부 스페이서 사이에 설치된 베인을 구동시켜서 터빈 통로의 유로면적이 변경되게 하여 터빈속도를 조절하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서, 상기 유니슨링과 내부 스페이서 사이에 리턴스프링 어셈블리가 결합되되, 상기 유니슨링의 일면에 장착된 핀과 상기 핀이 장착된 유니슨링의 일면과 마주하는 내부 스페이서의 홈부에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.In the vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, when the vacuum pressure is applied to the actuator through a solenoid valve, the actuator rod performs a linear movement, the actuator The linear movement of the rod causes the control lever to rotate to drive the main arm connected to the shaft, the unison ring driven by the main arm and fluidly fixed to the inner spacer by the roller to drive the vane arm, and the vane arm In the vane operating structure of the variable capacity control turbocharger, which is connected to the vane shaft and drives the vane disposed between the inner spacer and the outer spacer so that the flow path area of the turbine passage is changed, the turbine speed is adjusted. The return spring assembly is coupled between the one surface of the unison ring It characterized in that the coupling by the groove of the inner spacer facing the one surface of the mounting pin and the pin is mounted Unison ring.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 리턴스프링 어셈블리는, 상기 유니슨링의 핀이 삽입하여 결합되게 하는 결합공을 구비하며 상기 내부 스페이서의 홈부에 수용되는 캡과, 상기 내부 스페이서의 홈부에 압입되어서 결합되는 하우징과, 상기 캡과 하우징을 탄성적으로 연결하는 리턴스프링으로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the return spring assembly has a coupling hole for allowing the pins of the unison ring to be coupled and inserted into the cap accommodated in the groove portion of the inner spacer, and is pressed into the groove portion of the inner spacer. And a return spring for elastically connecting the cap and the housing.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 캡의 외경은 하우징의 외경보다 작은 것이 바람직하다.According to an embodiment of the invention, the outer diameter of the cap is preferably smaller than the outer diameter of the housing.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 리턴스프링은 캡과 납땜(brazing)에 의해 결합된다.According to an embodiment of the invention, the return spring is coupled by cap and brazing.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 리턴스프링이 하우징에 조립될 때에 쉽게 빠지지 않도록 하기 위해 상기 하우징의 내경과 리턴스프링의 외경이 동일하게 형성되게 한다.According to an embodiment of the present invention, the inner diameter of the housing and the outer diameter of the return spring are formed to be the same so that the return spring does not easily fall out when assembled to the housing.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 유니슨링의 핀이 캡의 결합공에 삽입될 때는 상기 리턴스프링이 소정 양만큼 압축된 상태가 되게 한다.According to an embodiment of the invention, the return spring is compressed by a predetermined amount when the pin of the unison ring is inserted into the coupling hole of the cap.

이하, 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 대한 바 람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서, 유니슨링을 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서, 내부 스페이서를 보인 도면이고, 도 6은 도 4는 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조의 리턴스프링 어셈블리를 보인 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서 유니슨링과 내부 스페이서에 리턴스프링 어셈블리가 결합된 상태를 보인 개략도이며, 도 8a 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서 베인이 닫히기 시작할 때를 도시한 사시도이고, 도 8b는 베인이 열리기 시작할 때는 도시한 사시도이다.4 is a view showing the unison ring in the variable capacity control turbocharger vane operating structure according to the present invention, Figure 5 is a view showing an internal spacer in the variable capacity control turbocharger vane operating structure according to the present invention. 6 is a view showing a return spring assembly of the vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention, and FIG. 7 is a unison ring in the vane operating structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention. And a return spring assembly coupled to the inner spacer, and FIG. 8A is a perspective view illustrating a vane starting to close in the vane operation structure for a variable capacity control turbocharger according to the present invention, and FIG. 8B is a vane opening. At the start, it is a perspective view.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조는, 도 1에 도시된 바와 같은 엑츄에이타 로드(1), 제어레버(2), 샤프트(3), 메인암(4), 유니슨링(5), 베인암(6), 베인 샤프트(7), 내부 스페이서(8), 외브 스페이서(9), 및 베인(10)의 종래와 동일한 구성요소로 이루어지되, 상기 유니슨링(5)과 내부 스페이서(8) 사이에 설치된 리턴스프링 어셈블리(20)를 포함한다.As shown in FIGS. 4 to 7, the vane operating structure for the variable capacity control turbocharger according to the present invention includes an actuator rod 1, a control lever 2, a shaft 3, Consists of the same components as the conventional arm (4), unison ring (5), vane arm (6), vane shaft (7), inner spacer (8), outer spacer (9), and vane (10). And a return spring assembly 20 provided between the unison ring 5 and the inner spacer 8.

상술된 바와 같은 종래의 베인작동 구조와 동일하게 본 발명에서 나열된 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 하고, 여기서는 새롭게 장착된 리턴스프링 어셈블리(20)를 바탕으로 설명하기로 한다.In the same manner as the conventional vane operation structure as described above, the description of the components listed in the present invention will be omitted, and the description will be made based on the newly mounted return spring assembly 20.

상기 리턴스프링 어셈블리(20)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 캡(22), 하우 징(24), 및 리턴스프링(26)으로 구성되어서 롤러(11)에 의해 유동적으로 고정된 유니슨링(5)과 내부 스페이서(8) 사이에 결합되되, 도 4에 도시된 바와 같은 유니슨링(5)의 일면에 형성된 핀(15)과 상기 핀(15)이 장착된 유니슨링(5)의 일면과 마주하는 도 5에 도시된 바와 같은 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 의해 결합된다.As shown in FIG. 6, the return spring assembly 20 is composed of a cap 22, a housing 24, and a return spring 26 to be fluidly fixed by a roller 11. 5) and a pin 15 formed on one surface of the unison ring 5 as shown in FIG. 4 and one surface of the unison ring 5 on which the pin 15 is mounted. It is coupled by the groove 18 of the inner spacer 8 as shown in FIG. 5.

상기 캡(22)은 유니슨링(5)의 핀(15)이 삽입하여 결합되게 하는 결합공(21)을 측면에 구비하며 상기 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 수용된다.The cap 22 is provided with a coupling hole 21 on the side to allow the pin 15 of the unison ring 5 to be coupled and accommodated in the groove 18 of the inner spacer 8.

또한, 상기 캡(22)의 일측에는 리턴스프링(26)의 일측이 납땜(brazing)에 의해 결합되어서 완충작용을 할 수 있게 한다.In addition, one side of the return spring 26 is coupled to one side of the cap 22 by brazing to allow a buffering function.

여기서, 상기 캡(22)의 외경은 하우징(24)의 외경보다 작게 하여서 상기 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 결합된 후 홈부(18) 내에서 자유롭게 작동될 수 있도록 설계된다.Here, the outer diameter of the cap 22 is designed to be smaller than the outer diameter of the housing 24 so as to be coupled to the groove portion 18 of the inner spacer 8 and to be freely operated in the groove portion 18.

상기 하우징(24)은 그의 외경이 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 꽉 끼일 정도의 크기로 이루어지도록 하여서 홈부(18)에 압입 결합되며, 자의에 의해서는 절대로 이탈되지 못하도록 하는 것이 바람직하다.The housing 24 is press-fitted to the groove portion 18 such that its outer diameter is sized to fit tightly to the groove portion 18 of the inner spacer 8, and is preferably never allowed to be detached by any means. .

상기 하우징(24)의 내경은 리턴스프링(26)의 외경과 동일하게 형성되어서 리턴스프링(26)이 하우징(24) 내경으로 삽입 결합된 후 쉽게 빠져 이탈되지 못하도록 하였다.The inner diameter of the housing 24 is formed to be the same as the outer diameter of the return spring 26 so that the return spring 26 is not easily detached after being inserted into the housing 24.

상기 리턴스프링(26)은 캡(22)과 하우징(24)을 탄성적으로 연결하기 위한 수단이다.The return spring 26 is a means for elastically connecting the cap 22 and the housing 24.

즉, 상기 리턴스프링(26)은 상술된 바와 같이 캡(22)과는 납땜에 의해서 결 합되고, 하우징(24)과는 조립 후 쉽게 빠지지 않도록 하기 위해 하우징(24)의 내경과 동일한 외경으로 이루어지게 하여 삽설된다.That is, the return spring 26 is coupled to the cap 22 by soldering as described above, and made of the same outer diameter as the inner diameter of the housing 24 so that the return spring 26 does not easily come off after assembly. To be inserted.

상기 유니슨링(5)의 핀(15)이 캡(22)의 결합공(21)에 삽입되어서 홈부(18)에 결합될 때는 베인(10, 도 1 참조)의 복원력을 향상시키기 위해 리턴스프링(26)이 소정 양만큼 압축된 상태로 결합된다.When the pin 15 of the unison ring 5 is inserted into the coupling hole 21 of the cap 22 to be coupled to the groove 18, the return spring (10) (see FIG. 1) may be used to improve the restoring force of the vane 10 (see FIG. 1). 26) are combined in a compressed amount.

따라서, 상기 리턴스프링(26)은 베인암(6)과 유니슨링(5) 사이의 간격에 의한 제어편차를 없앨 수 있게 하며, 베인(10, 도 1 참조)의 완전 닫힘 상태에서 복원력 부족에 의한 복원시간이 지연되는 현상을 방지하는 궁극적인 역할을 한다.Therefore, the return spring 26 can eliminate the control deviation caused by the gap between the vane arm 6 and the unison ring 5, and is caused by the lack of restoring force in the fully closed state of the vane 10 (see FIG. 1). It plays an ultimate role in preventing the delay of restoration time.

상기와 같은 본 발명에 따른 베인 작동구조의 초기 조립상태를 도 7을 통해서 살펴보면 다음과 같다.Looking at the initial assembly state of the vane operating structure according to the present invention as described above with reference to FIG.

상기 내부 스페이서(8)에 홈부(18)를 만들어 베인(10)의 위치를 제어하는 리턴스프링 어셈블리(20)를 하우징(24)을 통해 강제 압입시킨다.The return spring assembly 20 which controls the position of the vane 10 by making the groove 18 in the inner spacer 8 is forcibly press-fitted through the housing 24.

상기 홈부(18)에 강제로 압입된 리턴스프링 어셈블리(20)의 캡(22)에 형성된 결합공(21)에 유니슨링(5)에 압입 장착된 핀(15)을 삽입한다.The pin 15 press-fitted to the unison ring 5 is inserted into the coupling hole 21 formed in the cap 22 of the return spring assembly 20 forcibly pressed into the groove 18.

이때, 상기 핀(15)이 결합공(21)에 삽설된 상태에서 리턴스프링(26)이 약간 압축된 상태가 되도록 설계한다.At this time, the return spring 26 is designed to be slightly compressed in the state in which the pin 15 is inserted into the coupling hole 21.

상기 엑츄에이타에 부압이 가해지지 않는 자유상태에서는 리턴스프링(26)의 압축력에 의해 베인(10)은 열리는 방향의 암면에 접촉하게 된다.In the free state where no negative pressure is applied to the actuator, the vane 10 comes into contact with the rock surface in the opening direction by the compression force of the return spring 26.

그런 후, 상기 유니슨링(5)이 움직이면 압입된 핀(15)도 같이 회전하고, 핀(15)이 압입된 베인(10)의 리턴스프링(26)은 압축되며 완전 닫힘 상태에서 최대 로 압축된다Then, when the unison ring 5 moves, the press pin 15 also rotates together, and the return spring 26 of the vane 10 into which the pin 15 presses is compressed and is fully compressed in the fully closed state.

상기와 같은 구성으로 이루어진 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조의 작동 상태를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.The operation state of the vane operating structure for the variable capacity control turbocharger having the above configuration will be briefly described as follows.

터빈 통로의 유로면적을 변경하여 터빈속도를 조절하는 베인(10)이 닫히기 시작할 때는, 도 8a에 도시된 바와 같이, 베인암(6)과 유니슨링(5)이 닿는 면이 반대가 되며, 완전히 닫힐 때까지 엑츄에이타의 힘에 의해 같은 면에 닿게 된다.When the vane 10 for adjusting the turbine speed by changing the flow path area of the turbine passage begins to close, the surface where the vane arm 6 and the unison ring 5 come into contact is reversed, as shown in FIG. Until it closes, it will touch the same side by the force of the actuator.

또한, 상기의 완전히 닫힘 상태에서는 베인(10) 원위치로의 복원시 복원력 부족에 의한 복원시간이 지연되지 않아 터보 속도의 연속 상승에 의한 오버부스트 현상이 발생되지 않으며 터보속도의 한계점을 넘지 않는다.In addition, in the completely closed state, the restoration time due to lack of restoring force is not delayed when the vane 10 is restored to its original position, so that an over-boost phenomenon due to the continuous rise of the turbo speed does not occur and does not exceed the limit of the turbo speed.

반대로, 상기 베인(10)이 열리기 시작할 때는 도 8b에 도시된 바와 같이, 베인암(6)과 유니슨링(5)이 닿는 면이 다시 반대가 되며, 완전히 열릴 때까지 베인(10)을 원위치로 복원시키는 리턴스프링(26)의 압축 힘에 의해 같은 면에 닿게 된다. On the contrary, when the vane 10 starts to open, as shown in FIG. 8B, the surface where the vane arm 6 and the unison ring 5 touch each other is reversed again, and the vane 10 is returned to its original position until fully opened. The compressive force of the return springs 26 to restore them makes contact with the same surface.

따라서, 상기 베인(10)이 열리고 닫힘을 반복할 때에도 닫히는 방향에서는 엑츄에이타 리턴스프링의 당기는 힘에 의해 같은 면에 닿게 되며, 열리는 방향에서는 압축된 베인(10)의 리턴스프링(26)의 복원력에 의해 항상 같은 면에 닿음에 따라서 베인암(6)과 유니슨링(5) 사이의 간격에서 베인(10)이 진동하는 현상은 발생되지 않는다.Therefore, even when the vane 10 is opened and closed, the closing direction is in contact with the same surface by the pulling force of the actuator return spring, and in the opening direction, the return force of the return spring 26 of the compressed vane 10 is reached. As a result, the vane 10 vibrates in the gap between the vane arm 6 and the unison ring 5 as it always touches the same surface.

또한, 상기 베인(10)이 닫힌 상태에서는 리턴스프링(26)이 최대 압축된 상태이므로 엑츄에이타 부압이 줄어들게 되면 리턴스프링(26) 력이 베인(10)에 미치는 배기가스 압력을 이기고 신속하게 베인(10)을 움직여 베인 스티킹(sticking) 현상이 사라지며 히스테리시스가 발생되지 않게 되는 것이다.In addition, when the vane 10 is closed, the return spring 26 is in the maximum compressed state, and when the actuator negative pressure decreases, the return spring 26 force overcomes the exhaust gas pressure applied to the vane 10 and quickly vanes ( 10) the vane sticking phenomenon disappears and hysteresis does not occur.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the above has been shown and described with respect to the preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, in the technical field to which the present invention pertains without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes will fall within the scope of the claims set forth.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 의하면, 메인암과 유니슨링 사이의 간격에 의한 제어편차를 없앨 수 있고, 베인의 완전 닫힘상태에서 복원력 부족에 의한 복원시간이 지연됨을 방지함으로써, 터보 속도의 연속 상승에 의한 오버부스트 현상이 발생되지 않고 터보속도의 한계점을 넘지 않으며, 베인을 신속하게 움직일 수 있어 베인 스티킹 현상을 방지함과 함께 히스테리시스가 발생되지 않게 하는 효과를 제공할 수 있다.According to the vane operating structure for the variable capacity control turbocharger according to the present invention as described above, it is possible to eliminate the control deviation due to the gap between the main arm and the unison ring, and the recovery time due to the lack of restoring force in the fully closed state of the vane By preventing the delay, the over-boost phenomenon due to the continuous increase of the turbo speed does not occur, the turbo speed limit is not exceeded, and the vanes can be moved quickly, preventing the vane sticking phenomenon and preventing hysteresis. Can be provided.

Claims (6)

솔레노이드밸브를 통해 엑츄에이터에 진공압력이 가해지면 엑츄에이타 로드(1)는 직선운동을 하고, 상기 엑츄에이타 로드(1)의 직선운동은 제어 레버(2)를 회전운동하게 하여 샤프트(3)에 연결된 메인암(4)을 구동시키고, 상기 메인암(4)에 의해 이동되고 롤러(11)에 의해 내부 스페이서(8)에 유동적으로 고정된 유니슨링(5)은 베인암(6)을 구동시키고, 상기 베인암(6)은 베인 샤프트(7)로 연결되고 내부 스페이서(8)와 외부 스페이서(9) 사이에 설치된 베인(10)을 구동시켜서 터빈 통로의 유로면적이 변경되게 하여 터빈속도를 조절하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조에 있어서,When a vacuum pressure is applied to the actuator through the solenoid valve, the actuator rod 1 performs a linear movement, and the linear movement of the actuator rod 1 causes the control lever 2 to rotate to be connected to the shaft 3. The unison ring 5 driven by the main arm 4 and moved by the main arm 4 and fixedly fixed to the inner spacer 8 by the roller 11 drives the vane arm 6, The vane arm 6 is connected to the vane shaft 7 and drives the vane 10 installed between the inner spacer 8 and the outer spacer 9 so that the flow path area of the turbine passage is changed to adjust the turbine speed. In the vane operation structure for the variable capacity control turbocharger, 상기 유니슨링(5)과 내부 스페이서(8) 사이에 리턴스프링 어셈블리(20)가 결합되되, 상기 유니슨링(5)의 일면에 형성된 핀(15)과 상기 핀(15)이 장착된 유니슨링(5)의 일면과 마주하는 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조.A return spring assembly 20 is coupled between the unison ring 5 and the inner spacer 8, and a pin 15 formed on one surface of the unison ring 5 and a unison ring on which the pin 15 is mounted. A vane actuating structure for a variable capacity control turbocharger, characterized in that it is coupled by a groove (18) of an inner spacer (8) facing one side of (5). 제1항에 있어서, 상기 리턴스프링 어셈블리(20)는,The method of claim 1, wherein the return spring assembly 20, 상기 유니슨링(5)의 핀(15)이 삽입하여 결합되게 하는 결합공(21)을 구비하며 상기 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 수용되는 캡(22)과,A cap 22 having a coupling hole 21 into which the pin 15 of the unison ring 5 is inserted and coupled thereto and received in the groove 18 of the inner spacer 8; 상기 내부 스페이서(8)의 홈부(18)에 압입되어서 결합되는 하우징(24)과,A housing 24 press-fitted into the groove 18 of the inner spacer 8; 상기 캡(22)과 하우징(24)을 탄성적으로 연결하는 리턴스프링(26)으로 구성 되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조.And a return spring (26) for elastically connecting the cap (22) and the housing (24). 제2항에 있어서, 상기 캡(22)의 외경은 하우징(24)의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조.3. The vane actuation structure of claim 2, wherein the outer diameter of the cap (22) is smaller than the outer diameter of the housing (24). 제2항에 있어서, 상기 리턴스프링(26)은 캡(22)과 납땜(brazing)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조.3. The vane actuation structure of claim 2, wherein the return spring is coupled to the cap by brazing. 제2항에 있어서, 상기 리턴스프링(26)이 하우징(24)에 조립될 때에 쉽게 빠지지 않도록 하기 위해 상기 하우징(24)의 내경과 리턴스프링(26)의 외경이 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조.The inner diameter of the housing 24 and the outer diameter of the return spring 26 are formed to be the same so that the return spring 26 is not easily pulled out when the return spring 26 is assembled to the housing 24. Vane operating structure for variable capacity control turbocharger. 제2항에 있어서, 상기 유니슨링(5)의 핀(15)이 캡(22)의 결합공(21)에 삽입될 때는 상기 리턴스프링(26)이 소정 양만큼 압축된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 제어 터보차저용 베인 작동구조.The method of claim 2, wherein the return spring 26 is compressed by a predetermined amount when the pin 15 of the unison ring 5 is inserted into the coupling hole 21 of the cap 22. Vane operating structure for variable capacity control turbocharger.
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